ivi.ru [CPS]

главная страница    словари    ГОСТЫ И ТУ    свойства металлов    производители металлов    о проекте

медь  бронза  латунь  алюминий  титан  никель  кобальт  цинк  магний  олово  свинец  медно-никелевые сплавы  вольфрам   молибден   ниобий   тантал

  Литейные безоловянные бронзы

Химический состав, технологические, механические и физические свойства литейных безоловянных бронз приведены в табл. 1 - 4. 4.46-4.49.

В целом для литейных безоловянных бронз характерны такие свойства как высокая прочность, коррозионная стойкость, хорошие антифрикционные характеристики. Из таких бронз изготавливают зубчатые колеса, втулки, клапаны, подшипники и другие детали, работающие в особо тяжелых условиях, при высоких дав­лениях и ударных нагрузках. Эти бронзы применяют в основном для литья деталей простых форм.

Табл. 1. Химический состав литейных безоловянных бронз (по ГОСТ 493—79) (массовая доля, %)
Марка Основные компоненты Примеси, не более
Аl Fe Ni Mn Pb Zn Cu
Литейные алюминиевые бронзы
БрА9Мц2Л 8,0…9,5 1,5…2,5 ост. 0,05As; 0,05Sb; 0,2Sn; 0,2Si; 1,0Pb; 0,1P; 1,0Fe; 1,5Zn; 1,0Ni; сумма — 2,8
БрА10Мц2Л 9,6…11,0 1,5…2,0 ост. 0,05As; 0,05Sb; 0,2Sn; 0,2Si; 0,1Pb; 0,1P; 1,0Fe; 1,5Zn; 1,0Ni; сумма — 2,8
БрА9ЖЗЛ 8,0…10,5 2,0…4,0 ост. 0,05As; 0,05Sb; 0,2Sn; 0,2Si; 0,1Pb; 0,1P; 0,5Mn; 1,0Zn; 1,0Ni; сумма — 2,7
БрА10ЖЗМц2 9,0…11,0 2,0…4,0 1,0…3,0 ост. 0,01As; 0,05Sb; 0,1Sn; 0,01 Bi; 0,1Si; 0,3Pb; 0,5Zn; 0,01P; 0,5Ni; сумма — 1,0
БрА10Ж4Н4Л 9,5…11,0 3,5…5,5 3,5…5,5 ост. 0,05As; 0,05Sb; 0,2Sn; 0,2Si; 0,05Pb; 0,1P; 0,5Mn; 0,5Ni; сумма — 1,5
БрА11Ж6Н6 10,5…11,5 5,0…6,5 5,0…6,5 ост. 0,05As; 0,05Sb; 0,2Sn; 0,2Si; 0,05Pb; 0,1P; 0,6Zn; 0,5Mn; сумма — 1,5
Литейные алюминиевые бронзы
БрА9Ж4Н4Мц1 8,8…10,0 4,0…5,0 4,0…5,0 0,5…1,2 ост. 0,05As; 0,05Sb; 0,2Sn; 0,2Si; 0,05Pb; 0,03P; 1,0Zn; сумма —2,8
БрА7Мц15ЖЗН2Ц2 6,6…7,5 2,5…3,5 1,5…2,5 14…15,5 1,5…2,5 ост. 0,05As; 0,05Sb; 0,lSn; 0,1Si; 0,05Pb; 0,02P; 0,05C; сумма — 2,8
Литейные свинцовые и сурьмянистые бронзы
БрСЗО 27,0…31,0 ост. 0,1As; 0,3Sb; 0,1Sn; 0,02Si; 0,1P; 1,0Fe; 0,1Zn; 0,5Ni; сумма —0,9
БрСуЗН3ЦЗС20Ф 3,0…4,0 (Sb) 3,0…4,0 0,15…0,3 (P) 18,0…22,0 3,0…4,0 ост. 0,1 As; 0,02Al; 0,5Sn; 0,02Si; 0,1Bi; сумма — 0,9
Примечания:
1.  Примеси, которые не регламентируются настоящим стандартом, входят в общую сумму примесей.
2.  По требованию потребителя в бронзе марки БрСуЗНЗЦЗС20Ф допускается массовая доля 3,4...4,5% Sb, 4,5...6,0% Ni и 0,25...0,4% Р.
Табл. 2. Механические свойства литейных безоловянных бронз (ГОСТ 493—79)
Марка Способ литья Временное сопротивление σb, МПа Относительное удлинение δ,% Твердость по Бринеллю НВ
не менее
БрА9Мц2Л П 392 20 80
К 392 20 80
БрА10Мц2Л П 490 12 110
К 490 12 110
БрА9ЖЗЛ П 392 10 100
К 490 12 100
БрА10ЖЗМц2 П 392 10 100
К 490 12 120
БрА10Ж4Н4Л П 587 5 160
К 587 6 170
БрА11Ж6Н6 П 587 2 250
К 587 2 250
БрА9Ж4Н4Мц1 П 587 12 160
К 587 12 160
БрА7Мц15ЖЗН2Ц2 П 607 18
БрСЗО К 58,7 4 25
БрСуЗНЗЦЗС20Ф К 157 2 65
Примечания:        
1. Условные обозначение способа литья: П — литье в песчаную форму; К — литье в кокиль
2. В марке БрА9ЖЗЛ при литье в кокиль допускается относительное удлинение не менее 6%, если твердость превышает 160 НВ.
Табл. 3. Физические свойства литейных безоловянных бронз
Марка Свойства
Температура плавления, °С Плотность γ, кг/м3 Температурный коэффициент линейного расширения α*106, К-1 Теплопроводность λ, Вт/(м*К) Удельная теплоескость cp Дж/(кг*К)
БрА9Мц2Л 1060 7600 18,5 72 (437)
БрА10Ми2Л 990 9400
БрА9ЖЗЛ 1040 7500 18 78 418
БрА10ЖЗМц2 1045 7550 16 58,6 (437)
БрА10Ж4Н4Л 1082 7700 75,4 418
БрА11Ж6Н6 1035 8100 (14,9) 58,6 418
БрА9Ж4НМц1 1054 7700 16 46 418
БрСЗО 975 9500 18,4 142,4 418
БрСуЗ Н 3 ЦЗС20Ф 9150 17,4 54 482
Примечание. Свойства даны для литья в кокиль; в скобках - в песчаные формы.
Табл. 4. Технологические свойства и коррозионная стойкость литейных безоловянных бронз
Марка Температура литья, °С Жидкотеку- честь, мм Линейная усадка, Обрабатыва­емость реза­нием, % Коррозионная стойкость г/(м2*сутки)
% морская вода 10% H2SO4
БрА9Ми2Л 1110...1150 500 2,0 25 0,25 0,4
БрА10Мц2Л 1080... 1120 450 1,6 20
БрА9ЖЗЛ 1120...1200 850 2,49 20 0,25 0,4
БрА10ЖЗМц2 1110... 1150 700 2,5 25 0,2 0,7
БрА10Ж4Н4Л 1120...1240 660...850 2,4 20 0,18 0,6
БрАПЖбНб 1150...1230 700 1,8 20 0,18 0,5
БрА9Ж4Н Мц1 1150...1180 700 1,8 20
БрСЗО 1120...1160 350 1,5 50
БрСуЗН3ЦЗС20Ф 1000... 1040 300 1,2...1,3
Примечание: обрабатываемость резанием дана в % по сравнению с латунью ЛС63-3.

Литейные алюминиевые бронзы

Алюминиевые бронзы среди литейных безоловянных получили наибольшее распространение (см. табл. 1); отличаются высокой прочностью, хорошими антифрикционными и коррозионными свойствами, стойкостью против кавитации. Бронзы применяют для изготовления деталей, работающих в особо тяжелых условиях. В частности, из них изготавливают гребные винты крупных судов, тяжелонагруженные шестерни и зубчатые колеса, корпуса насосов, подшипники скольжения, работаю­щие при высоких удельных нагрузках.

Литейные алюминиевые бронзы обладают рядом преимуществ перед оловянными, так как из-за малого интервала кристаллизации имеют меньшую склонность к дендритной ликвации, лучшую жидкотекучесть и обеспечивают большую плотность отливок. Кроме того, эти сплавы имеют более высокую прочность и жаро­прочность, меньшую склонность к хладноломкости.

Для улучшения механических, технологических свойств и коррозионной стойкости литейные алюминиевые бронзы дополнительно легируют железом, марганцем, никелем (см. табл. 1).

Железо в количестве 4...6% вводят во многие марки литейных алюминиевых бронз для измельчения зерна в отливке, упрочнения твердого раствора и замедления эвтектоидного распада β-фазы. Для измельчения зерна кроме железа используют также небольшие добавки бора (0,02%), ниобия и ванадия.

Марганец растворяется в основных фазах алюминиевых бронз, вызывая твердорастворное упрочнение. Его вводят для повышения прочности, пластичности и коррозионной стойкости.

Важным легирующим элементом в литейных алюминиевых бронзах является никель, который образует фазы Ni3Al и NiAl, имеющие переменную растворимость в твердом растворе. В результате алюминиевая бронза с добавкой никеля становится способной к дис­персионному твердению.

Многокомпонентные литейные алюминиевые бронзы позволяют получать плотные отливки с концентрированной усадочной раковиной. Линейная усадка этих бронз по сравнению с литейными оловянными бронзами выше и достигает 2,0...2,5%, склонность к дендритной ликвации значительно меньше, а жидкотекучесть выше (см. табл. 2).

Литейные свинцовые бронзы

Литейная свинцовая бронза БрСЗ0 это двухкомпонентный сплав системы Cu—Рb (см. табл. 2), который характеризуется хорошими антифрикционными свойствами и высоким сопротивлением заеданию.

Влияние свинца на механические свойства двойных сплавов сис­темы Cu—Рb показано на рис. 1., из которого следует, что с увеличением содержания свинца прочностные свойства сплавов заметно понижаются (рис. 1).

Рис. 1. Влияние свинца на механические свойства свинцовых бронз

 

Прочность и твердость свинцовой бронзы БрСЗ0 незначительны (см. табл. 2), поэтому ее применяют в биметаллах, получаемых путем заливки слоя бронзы на стальной корпус подшипника. Благодаря биметаллической конструкции подшипники могут работать при высоких скоростях скольжения и при больших удельных и циклических нагрузках ударного характера. Такие биметаллические подшипники имеют небольшую массу, просты в изготовлении и при износе легко заменяются.

Литейные свинцовые бронзы значительно превосходят по теплопроводности оловянные бронзы (почти в три раза) и другие подшипниковые сплавы, что позволяет использовать их при более вы­соких рабочих температурах.

Литейная сурьмянистая бронза

Литейную сурьмянистую бронзу БрСуЗНЗЦЗС20Ф (см. табл. 1) применяют в качестве заменителя оловянных и других антифрикционных бронз, поскольку она обладает высокими антифрикционными свойствами, легко прирабатывается и хорошо противостоит износу. Благодаря таким свойствам, литейную сурьмянистую бронзу применяют для изготовления деталей трения топливной аппаратуры, а также для изготовления подшипников скольжения.

Для упрочнения и повышения коррозионной стойкости в состав сурьмянистой бронзы вводят никель, цинк и фосфор, а для повышения антифрикционных свойств - свинец.

Области применения литейных безоловянных бронз

Литейные безоловянные бронзы применяют для изготовления антифрикционных деталей (зубчатые колеса, втулки, подшипники), арматуры и деталей, работающих в различных агрессивных средах и др. (табл. 5).

Табл. 5. Области применения литейных безоловянных бронз
Марка Области применения
Литейные алюминиевые бронзы
БрА9Мц2Л Антифрикционные детали, работающие на истирание (зубчатые колеса, шестерни, венцы зубчатых колес, ходовые гайки, втулки и др.); корпуса насосов, тарел­ки клапанов, коробки сальников; а также различные детали, работающие в пресной воде, жидком топливе и паре при температуре до 250 °С; могут заменять оловянные бронзы марок БрО 10Ц2 и Бр08Ц4
БрА10Мц2Л
БрА9ЖЗЛ Арматура для работы в различных средах при темпе­ратурах до 250 °С; антифрикционные детали, работа­ющие на истирание (зубчатые колеса, втулки, поршневые кольца и др.); массивные детали, получаемые литьем в песчаные формы (гайки нажимных винтов, ободья и др.); могут использоваться для замены бронз БрОЮЦ2 и БрОбЦбСЗ
БрА10ЖЗМц2 Антифрикционные детали (зубчатые колеса, шестер­ни, червячные колеса, гайки ходовых винтов, под­шипники дизелей средней нагруженности и др.); де­тали в условиях высоких статистических нагрузок (коромысла, втулки, маховики и др.); детали, работа­ющие в среде соляной кислоты и сероводорода при 30...90 °С; арматура для работы в пресной воде, жид­ком топливе, в паре и температурах до 250 °С, кроме морской воды
БрА10Ж4Н4Л Детали для нефтяной, химической и пищевой аппа­ратуры, детали работающие при температурах до 500 °С; антифрикционные детали, работающие на истирание при высоких давлениях и больших скоростях (шестерни, втулки, седла клапанов и др.) арматура, работающая в морской воде; бронза наиболее стойкая в морской воде по сравнению с другими безоловянными бронзами
БрА11Ж6Н6
БрА9Ж4Н4Мц1 Арматура, работающая в морской воде, фасонное литье неответственного назначения
БрА7Мц15ЖЗН2Ц2 Антифрикционные детали
Литейные свинцовые и сурьмянистые бронзы
БрСЗО Антифрикционные детали, работающие при высоких скоростях скольжения и повышенных давлениях, знакопеременных нагрузках и температурах, когда обычные баббиты непригодны (втулки и вкладыши нижних головок главного шатуна мощных дизелей, подшипники авиационных двигателей и др.)
БрСуЗНЗЦЗС20Ф Антифрикционные детали, работающие на истирание (зубчатые колеса, шестерни, венцы червячных колес, втулки-подшипники) при значительных скоростях скольжения и давлениях